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导读：虽然在过去的两年里，疫情全球经济和人们的生活造成了相当大的影响，但对3D打印行业来说却是因祸得福。不仅整个3D打印市场表现出惊人的弹性和增长倾向，在全球供应链短缺的情况下，3D打印仍然保持了蓬勃的发展。随着2022年的来临，3D打印又会向哪些值得期待的趋势发展呢？3D打印技术在主流应用中还会继续保持增长吗？
3D打印的大幅面趋势
2021年的3D打印的一大趋势就是“大”，许多公司致力于制造比平时更大的产品和设备：
- 澳大利亚的AML3D公司使用直接能量沉积(DED) 技术来制造船用配件
- 荷兰机器人公司MX3D利用六轴机械臂和电弧增材制造技术在阿姆斯特丹用不锈钢3D打印了一个12米长的桥梁
- Massivit 3D看好大幅面3D打印在亚太市场的潜力，推广凝胶点胶技术
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我国公司清研智束成功突破大幅面金属3D打印电子枪阵列扫描技术
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△AML3DARCEMY 模块化金属3D打印机技术原理
在许多工业领域，制造大型3D打印机的趋势还将持续到2022年，无论是金属、塑料还是光固化树脂领域。在这三者中，大幅面金属3D打印被认为具有最大的商业增长潜力，到2026年市场价值预计将达到7.39亿美元。
△3D打印阿姆斯特丹不锈钢桥
着眼于这一趋势，知名3D打印初创公司Azul3D在2021年推出了大幅面数字光处理 (DLP) 技术的3D打印机LAKE。使用大面积快速打印 (HARP) 技术，Azul 3D声称LAKE 3D打印机比其他DLP打印机快100倍，并且构建规模增加了20倍。如果宣传属实，那么这可能是3D打印向大规模制造迈进的又一大步。
△HARP 3D打印过程视频
除了工业领域，就算是在业余爱好方面，玩家对大型3D打印的痴迷也已生根发芽。2021年，Prusa Research推出了一款使用CoreXY架构的FDM打印机Original Prusa XL，具有36 x 36 x 36厘米的超大构建体，点燃了许多3D打印爱好者的热血。而它在2020世博会上展出的AFS自动化农场系统也标志了3D打印向批量化、大规模的趋势迈进。
△Original Prusa XL 3D打印机 [来源：Prusa Research]
△AFS
更好的操作交互性
不同文件格式的3D模型长期以来一直是困扰设计和制造行业的问题。这个问题可以追溯到早期3D建模的时候，那时每个建模开发软件都提出了独特的专有格式。如今，兼容性问题已经成了跨不同3D扫描、建模和打印平台协作制造不可避免的问题。
△NVIDIA Omniverse™是一个可扩展的多GPU实时参考开发平台，用于3D模拟和设计协作，并基于Pixar的通用场景描述和NVIDIA RTX™技术。
2021年，NVIDIA推出了Omniverse，宣称是可以跨越不同3D设计平台的3D设计软件。Omniverse的核心使用了通用场景描述 (USD) 格式，这是皮克斯一直用于动画电影的文件格式。凭借Omniverse的灵活性，NVIDIA认为它可用于建筑、工程、制造、艺术、媒体或娱乐等领域。NVIDIA于近期发布了Omniverse的免费版本，并且软件的用户群有望在未来几个月迅速增长。
△智束科技配备2×2电子枪阵列的大幅面EBSM研究验证样机（扫描幅面430mm×430mm）
南极熊认为，Omniverse是否会弥补3D创作的交互性问题还有待观察。毕竟让众多创作者从一个设计平台过渡到另一个设计平台将会是一个缓慢的过程。然而，这一过程一旦完成，将会为3D设计和打印带来更顺畅的协作效应，为大型行业提供更多服务。
△Massivit3D独特的凝胶点胶打印（GDP）技术
可持续性
3D打印从早期开始就一直被描述为传统制造技术更可持续的替代品。事实上，可持续性一直是3D打印技术的一个巨大卖点。与减材制造相比，增材制造在减少材料浪费方面有着巨大优势。它还需要更简单的供应链，减少了大宗物资运输的成本。
△使用PolyTerra材料打印的样品，有14种颜色
随着3D打印市场的不断发展，市场对可持续性的需求也在不断增长。如今，很多长丝品牌都在积极销售生物长丝或由植物等可持续来源制成的长丝，例如Polymaker的环保耗材系列PolyTerra以及回收农夫山泉饮水桶制造环保聚碳酸酯长丝。还有制造商呼吁停止使用塑料线轴转而采用纸板线轴，或制定塑料线轴回收计划。
△Polymaker®PC-r聚碳酸酯长丝由科思创塑料回收料制成。
更令人感兴趣的是，3D打印技术的发展赋予了旧塑料第二次生命。从技术上讲，任何热塑性塑料都可以分解成小碎片、熔化并用作3D打印的原材料。一家名为Closed Loop Plastic的公司已经在使用这个概念将塑料杯和盖子变成一种称为U-HIPS的3D打印线材。从用户的反馈来看，再生长丝的打印性能也相当不错。
△FILAMENT MAKERS
除了材料生产商，许多长丝挤出设备制造公司还推出了相关硬件，帮助3D打印爱好者使用废弃的塑料或者废弃的3D打印产品重新制造新的长丝。Filabot和3DEVO的Filament Makers都是这一类中比较受欢迎的产品。南极熊相信这一类产品未来还会更多，操作层面上更加友好。
△视频：堆积如山的3D打印支撑材料和废弃模型在家也能回收利用了
随着市场对可持续产品的呼声越来越高，南极熊预计3D打印行业会做出相应的回应，并推出更可持续的产品。由回收材料或环境友好材料制成的长丝会变得更加普及，塑料线轴和废弃3D打印产品的回收计划也会在执行层面上变得更加可行。此外，或许还会有更多艺术家会使用3D打印与回收材料创造艺术，值得期待。
软件解决方案
新冠疫情给全球带来的影响加速了3D打印成为下一代技术的步伐。由于供应链在世界范围内受阻，3D打印凭借着分布式生产的模式受到影响最小，因此在制造链中脱颖而出。据统计，2020年全球65%的工程公司更多地使用了3D打印。然而，这一操作也暴露了这项技术的局限性。
△南极熊3D打印云平台软件专题
虽然3D打印是一种快速生产零件的好方法，尤其是在有限的条件下，但对于大规模生产来说仍然不太实用。如果一家公司需要制作数百万个设计副本，尽管初始成本很高，但注塑或铸造等传统方法在单件成本上仍然较低。为了解决这个缺点，3D打印行业正在寻找可以更好地简化制造过程的软件方案。工作流管理似乎是3D打印技术进化发展的下一步，将这种制造过程更适合大规模工业制造。
△Dyndrite是美国增材制造软件公司Dyndrite Corporation于2019年推出的，是第一个用于3D打印的CAD CAM完全图形处理单元（GPU）加速计算引擎。
开发此类软件的目标是优化3D打印工作流程，从而使产品更加经济。这将使3D打印作为成品零件的更具竞争力的制造方法，而不仅仅是原型制造。这一领域的外国佼佼者包括AMFG、link 3D和MakerOS。
△link3D的制造执行系统 (MES)
许多行业专家认为，使用3D打印进行大规模制造目前仍然遥不可及。要实现这一点，无论是在硬件还是软件方面，都需要在技术方面有相当大的提升。然而，关注软件开发是实现这一最终目标迈出的一步。
